正文
在船上使用直流电并不是一个新想法。
早在1880年，托马斯•爱迪生就用一台发电机产生直流电，为哥伦比亚号汽船照明提供电力。但由于陆地的直流电气系统逐渐让位于交流电系统，在20世纪大部分时间内，船上直流电系统都未能得到太大发展。直到最近，海上动力工程师重新燃起对直流电的兴趣，开发利用直流电相对于交流电的优势。
保障并维持电力质量是船舶交流电源的一大问题。
交流电的电流和电压会产生轻微的相位差，但若电流和电压相位差过大，则会导致电压骤降或突增，久而久之会降低设备性能，甚至会造成网络停机。
相比城市电网，船上电气系统非常小，因而会遭受不稳定影响，比如谐波失真，在这种情况下，会出现超出基本频率的不良高频（台湾地区的基准频率是60赫兹）。
使用直流电时，波形不会发生不同步，因此电力的质量高。
直流系统不需要变压器来调节电压，也无需整流器和逆变器转换直、交流电。
使用更小巧有效的固态电源转换器可以更好地控制电压和电流。
因此，操作带有变频驱动器的设备，如电机驱动器，一种可以改善电机控制的功率转换器。
最重要的是，直流电动系统与燃料电池、锂离子电池和超级电容器等直流电源设备配合良好。
因此，将它们集成到直流而非交流系统中可以节省能量，否则，将直流电转换为交流电，再转换回直流，会有能量损失。
但要完全依赖直流电力来操作渡轮，需要大量的电池，这不仅成本高昂，而且不便管理。
许多直流电气元件和设备（如直流电灯和直流空调）的应用仍不广泛。
鉴于以上原因，我们决定创造一艘混合动力交/直流渡轮。
主推进系统和电池将以直流电运行，而照明、空调和甲板机械等负载物将以交流电运行。
整个系统将形成一个微电网，发电、配电、蓄电和负载组成一个独立的网络。
我们没有设计一艘新船来进行实验，而是选择对现有的柴油船进行改造。
这一决定主要是出于成本考虑：
我们的重点是电力和推进系统，从一艘适合航海的船着手是更实际和经济的选择。
改造“幸福号”的成本达到40万美元，而后来我们重新制造的一艘混合动力渡轮造价约为200万美元。
“幸福号”最初于2009年投入使用，短途航行650米，往返于高雄市热门旅游景点旗津岛和鼓山轮渡站。
这艘渡轮装有两台柴油发动机，每台发动机的额定功率为225千瓦，用以驱动螺旋桨的主轴。
另有两台88千瓦的柴油发电机为机舱泵、空调、照明和甲板机械提供动力。
用柴油发动机来执行这样的任务太过大材小用了。
理论上，这艘渡轮的最高速度是10节/小时，即18.5公里/小时，而实际上很少能达到。
在短途航线上，船离开码头，速度短暂地达到约5节/小时，随后就会减速，直到到达对面码头。
它大约有2/3的时间都在鼓山或旗津怠速空转，等待乘客上船、下船。
频繁的停船、启动和怠速空转致使柴油发动机过早地磨损并降低效率。
过去，“幸福号”和其他3艘航行在该水道的渡轮令高雄上空柴油烟雾弥漫，当时地方官员和企业都表示过不满。
事实证明，电力推进是频繁而短暂的航程的绝佳选择。
2016年6月，使用交/直流混合动力系统改造“幸福号”的项目启动。
新系统由船舶暨海洋产业研发中心（SOIC）、高雄科技大学、丹麦奥尔堡大学的海洋推进研究人员合作开发。
这一电气化改造项目本可以外包给ABB或西门子这样的大型电气系统集成商，但SOIC的管理人员决定自己监督改造工程。
SOIC的使命是支持台湾地区航运业的技术发展，培养本地制造业，因此将该项目留在台湾地区是有道理的。
